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摘要
基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)，采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响．能带结构计算表明:吸附NO2分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加，从0 e V变为0.368 e V，由金属性转变为半导体特性，而吸附CO与NH3分子的V掺杂石墨烯的带隙则变化很小．三种吸附构型(NO2,CO,NH3)的吸附能分别为-8.499 e V、-2.05 e V和-2.01e V，说明V掺杂石墨烯对NO2气体分子吸附最强．进而计算了本征、V掺杂石墨烯及其吸附NO2分子的光学性质，结果表明:随着V掺杂与吸附NO2气体，石墨烯介电吸收峰值有所增大，介电峰位向低能量区域移动;本征石墨烯仅吸收紫外光，V掺杂石墨烯吸附NO2分子可以明显拓宽光吸收的光谱范围;掺杂与吸附使得石墨烯光电导率显著增强，能在红外与可见光区产生光电流．上述结果表明V掺杂石墨烯吸附NO2后材料电子结构和光学性质明显变化，能够作为光学气敏传感材料检测NO2气体．
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